近日，我院新能源纳米材料化工团队的最新研究论文“A Regenerable Bi-Based Catalyst for Efficient and Stable Electrochemical CO2 Reduction to Formate at Industrial Current Densities” 在化学领域顶级期刊Angewandte Chemie International Edition (IF: 16.823)上在线发表。江苏大学为第一完成单位，博士生刘洪为第一作者，颜伟城研究员和施伟东研究员为通讯作者。
在工业电流密度下，可再生电力作为二氧化碳还原反应（CO2RR）生产甲酸（HCOO-）中的驱动力显示出巨大的潜力，为增值化学品和化学品制造提供了一条有前途的途径。然而，在工业电流密度下实现高选择性和稳定生产HCOO-仍然是一个挑战。
基于此，提出了一种稳定且高效的Bi0.6Cu0.4 NSs催化剂，能够通过循环伏安（CV）处理再生必要的催化核心（Bi-O）。值得注意的是，在260 mA cm-2时，HCOO-的法拉第效率（FEHCOO-）达到了99.23%，即使在400 h后也保持在90%以上，这是在工业电流密度下报道的FEHCOO-大于90%的最长反应时间。在稳定性测试中，通过CV重新构建催化剂，实现了HCOO-的稳定高效生产。原位拉曼光谱揭示了催化剂从Bi0.6Cu0.4 NBs逐渐转变为Bi0.6Cu0.4 NSs过程中Bi-O结构的形成。通过理论计算，强调了Bi-O结构在改变反应中间体吸附行为中的关键作用，这进一步降低了CO2RR中*OCHO转化的能量势垒。该研究为催化剂的合理再生提供了新的见解，拓展了在高活性和稳定性CO2RR生产HCOO-领域的研究视野。
该研究成果得到了国家自然科学基金杰出青年基金等的资助。
文章链接：https://doi.org/10.1002/anie.202411575
